氫氧化鎂晶須：制備、特性分析與改性研究綜述

氫氧化鎂晶須（MHW），以其卓越的物理化學特性，在多個領域如增強材料、阻燃和吸附等領域展現出巨大潛力。這些晶須不僅具備高強度和高模量，還具有良好的熱化學穩定性，能夠顯著提升復合材料的綜合性能。然而，未經改性的氫氧化鎂晶須在聚合物基體中的分散性和相容性不足，限制了其性能的最大化。因此，深入研究氫氧化鎂晶須的制備技術、特性分析及改性方法顯得尤為關鍵。

實驗材料與方法

材料

• 原料：氫氧化鎂、氯化鎂、硫酸鎂、氫氧化鈉、氨水等。
• 改性劑：硅烷偶聯劑、硬脂酸、聚乙烯醇等。

制備方法

1. 水熱法：通過在高壓環境中控制溫度和壓力，促進氫氧化鎂晶須的生長。
2. 共沉淀法：在特定pH值下混合鎂鹽和堿性物質，調節反應條件以控制晶須生長。
3. 模板法：利用有機模板劑引導晶須的定向生長，提高形貌一致性。

改性方法

• 表面化學改性：使用硅烷偶聯劑和硬脂酸，通過化學鍵合改善晶須與聚合物的相容性。
• 物理改性：通過機械共混和超聲波處理，提高晶須在基體中的分散性。

表征方法

• 形貌表征：利用SEM和TEM觀察晶須的形貌特征。
• 結構表征：通過XRD和FTIR分析晶須的晶體結構和表面官能團。
• 性能表征：通過TGA和各類力學及阻燃性能測試，評估晶須的性能。

結果與討論

晶須形貌

• 水熱法和共沉淀法制備的晶須具有較長的長度和較細的直徑，形貌較為規整。
• 模板法制備的晶須形貌一致性更高，但成本和制備復雜度也相應增加。

改性效果

• 硅烷偶聯劑改性顯著提升了晶須與聚合物基體的界面相容性，從而增強了復合材料的力學性能。
• 硬脂酸改性改善了晶須在有機基體中的分散性，進一步提升了復合材料的阻燃性能。

性能提升

改性后的氫氧化鎂晶須在復合材料中展現出更好的分散性，有效提升了材料的機械強度和阻燃性能。